铝合金材料：目前最具发展优势的轻质合金材料

2023-03-16 09:44:42 来源：铝看天下、未来智库

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简介：使用轻量化材料可有效降低汽车行业碳排放。全球碳排放中有 21%来自于汽车行业，其中用于负荷汽车自重的燃料约占 13%，因此降低该部分使用的燃料可以为汽车行业减排提供较大的贡献。汽车各材料中钢铁的质量占比达到 55%，通过轻量化材料来代替钢铁，可以减少车辆的整备质量，进而降低用于负荷汽车自重的燃料。铝合金材料具备低密度和高强度的特点，是目前最具发展优势的轻质合金材料。

使用轻量化材料可有效降低汽车行业碳排放。全球碳排放中有 21%来自于汽车行业，其中用于负荷汽车自重的燃料约占 13%，因此降低该部分使用的燃料可以为汽车行业减排提供较大的贡献。汽车各材料中钢铁的质量占比达到 55%，通过轻量化材料来代替钢铁，可以减少车辆的整备质量，进而降低用于负荷汽车自重的燃料。铝合金材料具备低密度和高强度的特点，是目前最具发展优势的轻质合金材料。

铝合金应用领域

01 新能源汽车

新能源汽车采用电池作为动力来驱动汽车运行，受动力电池重量制约，新能源汽车的轻量化程度将直接决定其续航里程。作为目前最适合普及的汽车轻量化的材料，铝合金被视为新能源汽车未来中长期最佳材料。

新能源汽车用铝的部件主要有车身、轮毂、底盘、防撞梁、地板、动力电池和座椅。

车身包括用高性能铝型材制作的车身骨架和用高精铝板制作的蒙皮及车门;铝合金轮毂;底盘包括高强度大截面铝型材结构件和铝合金锻件;用型材制作的防撞梁保险杠;新能源客车地板;锂离子电池和铝离子电池。

锂离子电池包括电池正极铝箔、电池铝壳和电池铝托盘;新能源客车座椅系统等。

02 航天航空

航空航天铝材是一种超高强度变形铝合金，目前广泛应用于航空工业。其具有较好的力学和加工性能，固溶处理后塑性好，热处理强化效果好，一般在150℃(甚至更高)以下有高的强度，韧性好，是理想的结构材料。

和其他铝材相比，航空铝材对强度、硬度、韧性、抗疲劳性、塑性有较高的要求。由于航空铝材质量轻，轻量化效果显著，已经取代钢材并占据当前航空材料的主导地位。航空装备对铝材的要求较高，是铝材的重要高端应用市场。目前，铝管、型、棒材在航空、航天器中都获得广泛应用，其中7050铝合金是目前综合性能最好的航空铝合金结构材料。为尽可能降低起飞质量，铝合金材料广泛运用在科技机身的座位轨道、主舱地板梁、机翼桁条、翼梁等部位。目前国内外主要大型客机的铝化率约70-75%，其中挤压型材约占28%。随着国产飞机的发展，必将提升铝合金材料在航空领域需求，未来进口替代前景广阔。

03 轨道交通

轨道交通铝材的应用，提升了轨道列车的有效载荷、节约燃料、降低车辆维护成本。由于重量减轻，轨道列车对高速、多弯、起伏路线及恶劣环境有着良好的适应性，运行更易控制，更稳定。一般情况下，时速超过250公里的高速列车都大量采用铝合金材质。如我国的CRH系列的高铁基本都采用铝合金材质。

铝合金材料在轨道交通方面的应用非常广泛，既可用来制作车体如：车顶，侧壁，地板等，也可以以用于制作小配件如：行李架，车门，踏板，水箱等。为降低车体自重和包车车体密封性的有效程度，大于350km/h的列车车厢除底盘外全部使用铝型材;城市轨道客户车中使用铝合金车体不仅轻量化，而且间距密封、抗腐蚀、美观等特点。目前高铁铝合金车体重量为8.5-10吨/辆，内饰用铝合金材料约1吨/辆。